透明质酸的应用及发展前景
摘要:透明质酸是一种线性多糖, 广泛地存在于生物体的结缔组织中, 是组成细胞外基质的几种糖胺聚糖之一, 在人的皮肤真皮层和关节滑液中含量最多, 具有保水、润滑等重要的生理作用。
透明质酸以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能,如润滑关节,促进创伤愈合等,在临床上得到广泛的应用,本文对透明质酸应用进行了阐述并对其应用前景做了一些描述。
关键词:透明质酸 玻尿酸 化妆品
透明质酸(hyaluronic acid,HA))又名玻尿酸,它由葡萄糖醛酸和N-乙酞氨基葡萄糖的双糖单位重复连接形成,是一种酸性粘多糖类高分子化合物,广泛存在于人和动物的结缔组织、眼球玻璃体、细胞间质、关节滑膜液、角膜及细菌壁中。
自1934年美国哥伦比亚大学眼科教授Meyer等[1]首次从牛眼玻璃体中分离出该物质后,Kendall 等[2]于1937年从链球菌等菌株中提取到了HA。
近年来又有微生物发酵法制备HA的报道[3-5],与传统的动物组织提取法相比,发酵法具有成本低、工艺简单、产量高等优点,该法已由日本资生堂实现了工业化。
H A 有独特的黏弹性和生理功能,是细胞外基质的主要成分,具有保水、润滑、调节渗透压等作用,可保护正常细胞免受毒性细胞、自由基等的侵袭,并可影响细胞增生、分化等[ 1 ]。
因此,H A 广泛用于骨科、眼科、妇科、外科手术后防粘连、整形美容及保健食品等领域。
近年的研究结果展示了HA 有许多新的应用领域,并出现了新的衍生物,为开发H A 的新用途奠定了基础。
1. 透明质酸的应用
1.1在化妆品方面的应用
HA的保水性受环境影响小,在低湿度时表现高吸水性,高湿度表现低吸水性,是一种理想的天然保湿因子,与传统保湿剂相比,效果更强,使用时形成一层透明水化膜,无油腻感和阻塞毛孔等缺点。
同时,低分子HA能渗透到真皮层,调节皮肤代谢,促进血液循环,有保健、美白作用,几乎可用于任何种类化妆品。
透明质酸对阳光暴晒引起的皮肤损伤有修复和预防作用,但其作用机制又不同于防晒霜中的紫外吸收剂。
透明质酸在表皮中可消除阳光中的紫外线照射所产生的活性氧自由基,保护皮肤免受其害。
皮肤受到阳
光暴晒后,变红、变黑和脱皮,透明质酸可通过促进表皮细胞的增生和分化,促进受伤部位皮肤再生。
通常在防晒护肤品中透明质酸与紫外线吸收剂混合使用,既可减少紫外线的透射,又能够对透过的少量紫外线所造成的皮肤损伤进行修复,起到双重保护作用。
国内外许多中高档化妆品加入透明质酸作为功能原料,像美国雅诗兰黛、日本资生堂、法国娇兰等。
而且添加透明质酸化妆品的种类也日趋增多,已从最初的膏霜、乳液、膜贴扩展到浴液、洗发剂、护发素等。
1.2 在临床医学方面的应用
1.2.1在眼科手术中的应用
有关HA 作为眼科黏弹性保护剂应用于临床最早见于1979 年Balazs 等[ 12] 的报道,由此在眼科界产生了粘性手术( Viscosur ger y) 的概念, 为眼科学的重大进展之一。
历经20 年的动物及临床研究, 对其效果及机制的探讨已有了定论, 在临床上的应用也扩展到囊外及囊内白内障摘除术、角膜移植术、青光眼小梁切除术、角膜复置术及外伤性眼手术等20 余种手术[另外透明质酸可以提高药物的生物利用度,降低滴眼剂中防腐剂的不良反应,并且在治疗干眼症、角膜烧伤等方面也有很大的作用。
1.2.2透明质酸在耳科疾病治疗中的应用
透明质酸钠具有无色无味、透明、高粘弹性、吸湿性及仿形性等特点, 无毒副作用, 无致炎性及抗原性, 能替代滑液腔中的滑液以防止纤维样组织增生和手术后粘连, 为术腔提供了有实际价值的重要填充组织保护剂。
透明质酸钠作为一种高分子聚糖, 因其高度粘弹性和良好的生物相容性, 在治疗中耳腔内病变时显示了其独特的应用潜力。
1987 年在瑞典召开了透明质酸在耳科学研究的国际性会议, 专题讨论了透明质酸的基础研究和耳科临床应用等问题。
通过用透明质酸钠应用于豚鼠中耳进行毒性试验显示所有动物听觉均无明显损害, 组织学检查亦无毒性损害的发现[ 14] , 表明在中耳内应用透明质酸钠是安全的, 是一种很好的耳科手术材料。
此外HA 还可以用于非化脓性中耳炎[ 15] 、耳垂瘢痕疙瘩[16] 及各种中耳术后的治疗[ 17] 。
1.2.3 透明质酸在鼻腔术后中的应用
鼻内镜术后鼻腔粘连, 窦口闭塞是最常见的并发症,一旦发生, 手术即告失败, 将给患者带来极大痛苦。
透明质酸是一种广泛分布在人体组织中的生理性物质, 无种属特异性, 具有
多种生理功效。
能分解细胞间的连接, 在组织间形成一定的阻隔层, 保持组织内水分, 起到润滑作用。
抑制出血, 减少形成永久粘连骨架的血块数量。
鼻腔鼻窦手术后, 鼻腔粘连是常见的并发症, 多见鼻腔外侧壁与鼻中隔粘连及鼻窦口粘连, 鼻科医生常感棘手。
中鼻道息肉, 切除筛窦, 扩大鼻窦自然开口后, 发生粘连引起鼻腔鼻窦引流不畅, 手术失败。
谭业农等将HA 涂布于鼻窦术后的创面,HA 使创面存在一定的阻隔层,减少出血, 分解接触面组织间的连接。
鼻腔手术后, 粘膜水肿, 新生炎性组织处理不当, 也是鼻腔粘连的重要因素。
透明质酸钠能促进伤口愈合, 增强体液免疫功能, 透过营养物质,阻止细菌侵入。
从而抑制术腔伤口感染。
降低炎症反应, 加快伤口愈合,达到预防粘连的目的。
1.2.4透明质酸在喉科疾病治疗中的应用
声带固有层对于正常的发声功能起重要的作用, 细胞外基质具有维持和调节固有层生理功能的作用。
细胞外基质包括纤维蛋白和间隙蛋白。
间隙蛋白中一个重要成分是透明质酸。
深入研究发现, 透明质酸对声带的结构和粘性有着深远的作用。
因此透明质酸在声带疾病的治疗上也发挥重要的作用。
透明质酸可作为生物植入材料在声带注射中应用。
理想的生物移植材料应该具有无免疫性、无毒性、不引起炎症反应、易于注射的优点。
HA 就具有这些特征。
由于它是多糖, 而不是蛋白质, 不具有抗原性, 它是声带自有的物质, 不具有毒性和炎症反应。
而且HA 的粘性随流动率升高而降低, 使HA 可以没有阻力地通过很细的注射针管。
HA 是一种用于声带粘膜损伤, 固有层缺失( 如瘢痕) 的最佳生物移植材料。
此外, 还可以应用透明质酸酶直流电导入治疗慢性喉炎。
2.透明质酸的发展前景
随着近几年国内外化妆品行业的迅速发展、竞争日益激烈,国内外企业为了竞争与发展的需要, 不遗余力的致力于新型化妆品的研究与开发, 提高产品档次和附加值。
HA 作为一种功能独特、应用广泛的化妆品原料, 已引起国内外化妆品界的普遍关注。
透明质酸酶在眼科已有效应用于手术的局部麻醉, 白内
障、青光眼以及玻璃体视网膜手术中, 在其他一些眼病,如甲状腺相关眼病的应用也有了初步探讨。
透明质酸酶取用方便、费用经济、操作简单, 它在眼科领域的发展前景仍很广阔, 有待于进一步研究和应用。
据调查,国外研究HA的工作量较大,而且研究进程与高技术相配合,方法上已趋于先进和完善工业化生产以发酵法为主,组织提取方面仍然还有较大的空白。
根据发展现状看,我国应立足于动物组织生化提取,在开发资源和拓展应用范围的基础上,努力发展酶工程和基因工程方法合成制备透明质酸,赶超世界水平。
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